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流涂涂料及质量控制 苏州兴业材料科技股份有限公司 宋会宗一、 前言流涂是铸造涂料高效施涂的一种，其原理是利用涂料泵使涂料以一定压力和流量通过特制的流涂枪将涂料喷浇到砂型或砂芯的表面，使涂层迅速、均匀地覆盖整个砂型或砂芯表面，多余的涂料通过回收槽返回到涂料罐，可实现涂料的循环使用。目前流涂已广泛应用于各种铸件的生产。流涂与刷涂和喷涂相比,人为影响小,涂层质量的一致性好，立面和水平面涂层厚度均匀，无刷痕，施涂效率高，操作简单，可以实现机械化、自动化施涂，也可适用于单件小批的手工操作。对于具有很深或复杂型腔的铸型或砂芯很容易涂敷，这是刷涂和喷涂等传统施涂方法无法比拟的。另外，流涂涂料可循环使用，涂料浪费少,经济性好。但是目前很多铸造厂由于对流涂缺乏较为系统地了解，实际流涂的效果却不尽人意。本文将分几个方面对流涂涂料、流涂设备及应用质量控制方面做一系统地介绍。一、 流涂质量控制要点要想达到理想的流涂效果，需注意以下几个质量控制要点： 高质量的铸型（芯） 流涂专用涂料 砂型（芯）的准备（吹散砂，修补，预处理等） 正确的流涂工艺参数及控制：波美度、密度、粘度、涂层厚度 专业的流涂机 正确的流涂操作刷涂可以多次涂刷，能将粗糙不平的砂型表面填平。但流涂是一次性施涂，涂层也较薄，很难填平粗糙的砂型表面，因此对铸型表面质量要求很高。平整、光滑、完美的砂型芯要靠高质量的模具来保证。流涂对涂料的流变性能有特殊地要求，因此要使用流涂专用的涂料。一般的涂料很难通过简单调整波美度来达到良好的流涂效果。砂型（芯）的准备也很重要。砂型表面的划痕、缺肉、粗糙、疏松等部位要先用涂料或修补膏进行处理，然后再进行流涂。对于容易粘砂的部位还可以先刷涂预处理涂料。预处理涂料粉料为超细粉，渗透深度是普通涂料的数倍，因此可以堵塞型芯表面砂粒孔隙，加固砂型芯，使之具有更高的抗金属液冲刷及渗透能力。流涂机要具备倾斜、翻转等基本功能，使涂料有足够的流量、压力要平稳，涂料搅拌均匀。操作者还要掌握几个主要的操作要点及技巧。二、 流涂涂料的性能特点流涂与刷涂、浸涂等涂料施涂方法最大的不同是涂料在整个流涂过程中涂料始终要保持良好的流动性和流平性以形成均匀光滑的涂层。图1 是几种涂料的典型流变特性。流涂涂料的流变性能非常独特，是具有低屈服值、低触变性的假塑性流体。流涂 刷涂 浸涂 图1 几种涂料的流变特性除此之外，流涂涂料还应具备其他几项性能。流涂涂料的主要性能特点总结如下：l 流平性好（自动消除流痕） l 消光时间长（流动时间长） l 渗透性较低 l 悬浮性好（低波美度时悬浮性好） l 耐火度高、抗粘砂性强 l 良好的润湿铺展性能、覆盖能力强三、 流涂机流涂机是流涂的核心设备，一般由涂料搅拌器、涂料泵、流涂枪、回收槽、翻转机构等组成。涂料搅拌器可保证涂料在流涂及循环过程中保持成分均匀一致，防止沉淀。涂料泵是涂料循环的主要部件，用于将涂料压入管路及流涂枪，并以一定压力和流量浇淋到砂型芯的表面，形成均匀的涂层。涂料泵一般为气动隔膜泵或杂质泵。为使隔膜泵压力平稳，可以在隔膜泵的出口附近加一稳压器，或者加一涂料高位槽，涂料通过泵打到高位槽中，涂料再通过重力压到流涂枪。 另外，涂料泵还可以用压力罐来代替。压力罐压力及流量比较平稳，但缺点是不能连续流涂，流涂一定时间后要打开阀门让涂料回流到压力罐。流涂枪一般采用一定长度及直径的金属管。为了保证涂料的压力和流量合适，可以通过加装变径使枪头直径略大，在保证足够的流量前提下又可防止压力过大而引起喷溅。回收槽结构简单，需要注意的是回收槽要设有合适的过滤网，防止砂块、散砂、涂料皮进入涂料。为了保证良好的流涂效果，砂型芯的翻转是必不可少的。因此，专业流涂机应带有翻转机构（机械手），用于夹持砂型芯，使砂型芯流涂完后便于翻转，让多余的涂料流出。简单的流涂机可以不带翻转机构，砂型通过行车吊具也可以实现翻转。目前国外有带有自动控制系统的流涂机。该流涂机可将涂料的密度及粘度自动控制在设定的数值范围内。图2 是几种典型的流涂机。 a. 小型流涂机 b. 带有翻转机构的大型流涂机 c. 带有翻转机构的7m长铁路道叉流涂机 d. 气压式小型流涂机 e. 带有自动控制系统的流涂机 图2. 几种典型的流涂机四、 流涂工艺及流涂操作要点1. 流涂涂料的准备为了达到最佳的流涂效果，除要选用流涂专用涂料外，涂料的稀释搅拌也很重要。建议配备涂料搅拌机。先将原始涂料在搅拌机中稀释到合适的波美度或粘度，再注入到流涂机内。这样比直接加到流涂机中涂料更加均匀。另外，要注意稀释剂的质量。例如水的硬度、细菌含量会影响到涂料的流涂效果。一般自来水可满足要求。但井水、河水等往往硬度过高，细菌含量也高，需要进行处理后才能用于涂料的稀释。醇基涂料用酒精或甲醇稀释。但目前市售工业酒精或甲醇的质量参差不齐、鱼龙混杂。可以通过检验酒精度、沸程、与水混溶性及气味等甄别出劣质杂醇。 +酒精度？沸程：？混浊 牛奶 味道？2. 砂型的准备：先要对造型缺陷进行修补。疏松部位、划痕、缺损等可用专用的铸型修补膏进行修补，局部易粘砂部位可用刷涂预处理涂料，使砂型表面更加致密、坚固。 砂型在流涂前必须先翻转砂箱并吹掉散砂，防止砂箱四周的松散砂块或散砂等掉落到涂料中。3. 流涂工艺参数控制 流涂通常将波美度作为控制指标。波美度测定简单实用，比较适合于现场测定，其控制精度可满足一般生产要求。不同涂料其合适的流涂波美度不同。一般醇基石墨涂料的流涂波美度为2030Be，醇基浅色涂料流涂波美度稍高约3545Be。醇基锆英粉流涂涂料波美度一般为7080Be。密度或流杯粘度也可以作为流涂的控制指标。控制精度稍高于波美度，检测也不复杂。另外，涂层厚度也是一项非常重要的指标。控制涂料的波美度、密度或粘度实际上是控制涂层厚度的间接办法。涂层湿态厚度一般控制在0.150.35mm。湿态厚度一般采用图3所示的厚度规来测定。图3 湿态厚度测定4. 流涂操作要点： 涂料低压大流量：防止喷溅、易流平、效率高 上下左右顺序流：从上到下，从左到右，顺序流涂 砂型倾角负斜度：约-30度，防止底部涂料淤积造成涂层过厚 局部滴痕早处理：处理滴痕在可操作时间内完成，见图4 流涂时间要控制：总体流涂时间越短越好 流完之后要翻箱：倾出多余的涂料，防止流挂 图4 涂料的可操作时间五、 流涂实例流涂实例见图5铸件名称：高铁轴箱铸件材质：低温球铁铸型种类：呋喃树脂自硬砂涂料种类：醇基浅色防硫涂料施涂方法：流涂涂料稀释：高速分散机波